CN112541707B - Fds底层板厚度判定方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents

Fds底层板厚度判定方法、装置、电子设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种FDS底层板厚度判定方法、装置、电子设备和存储介质，判定方法包括：设定步骤：设定每个点位对应的底层板厚度标准值；采集步骤：获取螺钉尖长度数据H和实时采集FDS设备工作过程中的数据信息，数据信息包括螺钉钉尖在触碰到底层板时的位置数据L1、螺钉钉尖在穿刺阶段最大压力时的位置数据L2、点位号；处理步骤：根据H、L1、L2、点位号，经过处理得到该点位号所对应点位的底层板厚度实时测试计算值和标准值；判定步骤：将实时测试计算值和标准值进行对比，若满足判定条件，则判定该点位底层板厚度正常，反之则判定该点位底层板厚度减薄并发出预警。本发明能实时监控FDS工艺中底层板厚度是否减薄，可以及时发现生产过程中的质量问题。

Description

FDS底层板厚度判定方法、装置、电子设备和存储介质
技术领域
本发明涉及车身连接工艺技术领域，具体是涉及一种FDS底层板厚度判定方法、装置、电子设备和存储介质。
背景技术
流钻螺钉拧紧工艺是一种通过设备中心拧紧轴将电机的高速旋转传导至待连接板料摩擦生热产生塑性形变后，自攻丝并螺接的冷成型工艺，此工艺为单面连接技术，英文简称FDS。有些公司也将此工艺称为热融自攻丝工艺。
参照附图1，其示出了FDS工艺流程中的关键阶段，该关键阶段包括：1、预钻孔；2、钻孔；3、穿刺；4、自攻螺纹；5、拧紧；6、落座(拧紧至设定扭矩)。
流钻螺钉拧紧工艺(FDS)是轻量化车身连接的常用工艺之一，FDS由于操作简便、价格低廉且能够得到质量较好的连接件而深受欢迎。
但实际生产中往往也会产生一些质量缺陷，如底层板厚度减薄、板件强度减弱、溢胶、偏孔、以及开孔深度超限等问题，其中，底层板厚度减薄是FDS实际生产过程中常见的一种质量缺陷，此缺陷会导致滑牙、未落座等质量问题，直接影响到连接品质。
目前，在生产过程中没有任何对底层板厚度的测量方式，操作人员只有在完成生产后，通过使用扭力扳手对FDS各连接点测试是否产生滑牙和未落座等质量问题。
现阶段采用的上述这种检测方式是无法在生产过程中实现测量底层板的厚度的，不能做到及时的发现质量缺陷，一旦生产中出现质量问题会导致一批车身需要进行返修甚至报废，并且，还需要安排专人来进行人工检测，这会导致生产效率低、生产成本高，另外上述这种检测方式还做不到全检，易出现漏检的情况。
因此，为了能够及时的检测底层板厚度是否减薄和防止存在失效连接点的白车身继续流入下一工序，有必要研发一种能够准确地实时检测底层板厚度是否减薄的检测方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种FDS底层板厚度判定方法，以在生产过程中实时的测量底层板的厚度，进而实现实时检测底层板厚度是否减薄。
本发明的目的还在于提供一种FDS底层板厚度判定装置，以实施上述FDS底层板厚度判定方法。
本发明的另一目的还在于提供一种电子设备，以实现上述FDS底层板厚度判定方法中的步骤。
本发明的又一目的还在于提供一种存储介质，以执行上述FDS底层板厚度判定方法中的步骤。
为此，本发明提供了一种FDS底层板厚度判定方法，包括：设定步骤：设定车身上每个点位所一一对应的底层板厚度标准值；采集步骤：获取FDS连接螺钉的螺钉尖长度数据和实时采集FDS设备在工作过程中的数据信息，所述数据信息包括螺钉钉尖在触碰到底层板时的位置数据、螺钉钉尖在穿刺阶段最大压力时的位置数据、以及点位号；处理步骤：根据所述螺钉尖长度数据、螺钉钉尖在触碰到底层板时的位置数据、螺钉钉尖在穿刺阶段最大压力时的位置数据、以及点位号，经过处理得到该点位号所对应点位的底层板厚度实时测试计算值和底层板厚度标准值；判定步骤：将所述底层板厚度实时测试计算值和底层板厚度标准值进行对比，若对比结果满足判定条件，则判定该点位的底层板厚度正常，反之，则判定该点位的底层板厚度减薄并发出预警。
进一步地，所述处理步骤中，根据点位号，匹配获得该点位号所对应点位的底层板厚度标准值；还根据所述螺钉尖长度数据、螺钉钉尖在触碰到底层板时的位置数据、以及螺钉钉尖在穿刺阶段最大压力时的位置数据，经过底层板厚度计算公式的计算处理得到底层板厚度的实时测试计算值。
进一步地，所述底层板厚度计算公式为Y＝-1.3398×(H－(L1-L2))+5.3343，其中，Y为底层板厚度，H为螺钉尖长度数据，L1为螺钉钉尖在触碰到底层板时的位置数据，L2为螺钉钉尖在穿刺阶段最大压力时的位置数据。
进一步地，所述判定步骤中底层板厚度是否减薄的判定条件为：所述底层板厚度实时测试计算值和底层板厚度标准值之间的偏差量小于0.5。
本发明还提供了一种FDS底层板厚度判定装置，包括：设定单元，用于设定车身上每个点位所一一对应的底层板厚度标准值；采集单元，用于获取FDS连接螺钉的螺钉尖长度数据和实时采集FDS设备在工作过程中的数据信息，所述数据信息包括螺钉钉尖在触碰到底层板时的位置数据、螺钉钉尖在穿刺阶段最大压力时的位置数据、以及点位号；处理单元，用于根据所述螺钉尖长度数据、螺钉钉尖在触碰到底层板时的位置数据、螺钉钉尖在穿刺阶段最大压力时的位置数据、以及点位号，经过处理得到该点位号所对应点位的底层板厚度实时测试计算值和底层板厚度标准值；判定单元，用于将所述底层板厚度实时测试计算值和底层板厚度标准值进行对比，若对比结果满足判定条件，则判定该点位的底层板厚度正常，反之，则判定该点位的底层板厚度减薄并发出预警。
根据本发明的另一方面，还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有应用程序，所述处理器用于运行所述存储器内的应用程序实现上述本发明提供的FDS底层板厚度判定方法的步骤。
根据本发明的又一方面，还提供了一种存储介质，所述存储介质存储有多条指令，所述指令适于处理器进行加载，以执行上述本发明提供的FDS底层板厚度判定方法中的步骤。
本发明具有以下技术效果：
(1)本发明可以实时监控FDS工艺中底层板厚度是否减薄，能够及时发现生产过程中的质量问题，降低了不合格率和返修率，能够减少甚至避免因底层板厚度减薄而导致车身报废的情况。
(2)本发明能够实现全检，避免了漏检情况的发生，这样一来能够防止存在因底层板厚度减薄而成为失效连接点的白车身继续流入到下一工序中。
(3)本发明能够取代人工检测，极大地帮助了生产人员分析质量缺陷，使得生产成本降低并提高了生产效率。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了采用FDS工艺对车身进行连接时的过程状态；
图2为FDS连接螺钉的结构示意图；
图3为根据本发明的FDS底层板厚度判定方法的流程图；以及
图4示出了本发明中的螺钉钉尖位置相对于上层板上表面和底层板的位置关系。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明是应用于流钻螺钉拧紧工艺(英文简称FDS)中。
本发明的FDS底层板厚度判定方法，包括多个步骤S1-S4，下面结合参照附图3对各步骤进行详细说明。
设定步骤S1、设定车身上每个点位所一一对应的底层板厚度标准值。
采集步骤S2、获取FDS连接螺钉的螺钉尖长度数据和实时采集FDS设备在工作过程中的数据信息，所述数据信息包括螺钉钉尖在触碰到底层板时的位置数据、螺钉钉尖在穿刺阶段最大压力时的位置数据、以及点位号。
处理步骤S3、根据所述螺钉尖长度数据、螺钉钉尖在触碰到底层板时的位置数据、螺钉钉尖在穿刺阶段最大压力时的位置数据、以及点位号，经过处理得到该点位号所对应点位的底层板厚度实时测试计算值和底层板厚度标准值。
判定步骤S4、将所述底层板厚度实时测试计算值和底层板厚度标准值进行对比，若对比结果满足判定条件，则判定该点位的底层板厚度正常，反之，则判定该点位的底层板厚度减薄，并发出预警。在本发明中，发出预警的表现形式为FDS设备报警。
上述设定步骤S1中，根据车身实际产品通过手动输入的方式将车身上每个点位所一一对应的底层板厚度标准值进行设定。
在本发明中，通过数据采集系统实时采集FDS设备在工作过程中的数据信息。具体地，所述FDS设备具有设备数据库，当所述FDS设备工作时，设备数据库中具有实时的工艺数据和设备状态数据等数据信息，所述数据信息包括车身号、点位号、打点时间、压力数据、螺钉钉尖在触碰到底层板时的位置数据、螺钉钉尖在穿刺阶段最大压力时的位置数据。
所述数据信息在设备数据库中具有曲线数据和由曲线数据转换成的表格数据两种存储形式，所述数据采集系统对FDS设备工作时于设备数据库中生成的表格数据信息进行实时采集。
所述螺钉钉尖在触碰到底层板时的位置数据和螺钉钉尖在穿刺阶段最大压力时的位置数据是相对于基准位置的位移值，所述基准位置为FDS设备中螺钉固定架下的上层板上表面的所在位置，也就是零点位置。
参照附图4所示，所述螺钉钉尖在触碰到底层板时的位置数据为L1，所述螺钉钉尖在穿刺阶段最大压力时的位置数据为L2。该位置数据L1和L2由相应压力所对应的实测数据L反馈出来。
所述FDS连接螺钉的螺钉尖长度数据的获取具有两种获取方式。第一种为手动输入螺钉尖长度数据；第二种为在设定步骤S1中还设定多种螺钉型号所一一对应的螺钉尖长度数据，然后在生产前手动输入采用的FDS连接螺钉的螺钉型号，通过手动输入的螺钉型号匹配获得该螺钉型号所对应的螺钉尖长度数据。在本发明中，上述螺钉尖长度数据的两种获取方式可以择一选用。
参照附图2所示，所述FDS连接螺钉的螺钉尖长度数据为H。
所述FDS连接螺钉的螺钉尖长度数据经过人工测量计算获得，具体为对同一型号的螺钉通过测量器具进行抽样测量其螺钉尖长度，然后计算这些抽样测量的螺钉的螺钉尖长度的平均值，将计算获得的螺钉尖长度的平均值作为这一型号螺钉的螺钉尖长度数据。针对不同型号的螺钉都采用上述测量计算方式获得各个型号螺钉所对应的螺钉尖长度数据。
所述处理步骤S3中，根据所述螺钉尖长度数据H、螺钉钉尖在触碰到底层板时的位置数据L1、以及螺钉钉尖在穿刺阶段最大压力时的位置数据L2，经过底层板厚度计算公式的计算处理得到底层板厚度的实时测试计算值；根据点位号，匹配获得该点位号所对应点位的底层板厚度标准值。
所述底层板厚度计算公式为Y＝-1.3398×(H－(L1-L2))+5.3343，其中，Y为底层板厚度，H为螺钉尖长度数据，L1为螺钉钉尖在触碰到底层板时的位置数据，L2为螺钉钉尖在穿刺阶段最大压力时的位置数据。
FDS设备在工作过程中针对每个点位都在设备数据库中生成对应点位的曲线数据，并且还将曲线数据转换成表格数据，所述底层板厚度计算公式根据FDS设备工作过程中生成的多个点位的大量数据信息进行归纳拟合得出。
实际生产中，针对FDS设备在工作过程中生成的大量数据信息，我们发现：底层板厚度Y与H－C的数据呈线性关系，C＝L1－L2，C为所述螺钉钉尖在穿刺阶段最大压力时与底层板上表面的距离。基于此，通过对底层板厚度Y和H－C的大量数据进行归纳拟合得出底层板厚度的计算公式。归纳拟合方式采用将上述数据归纳整理至Excel中，利用Excel进行拟合。
通过归纳拟合得出底层板厚度计算公式后，还对得出的底层板厚度计算公式进行验算。下面详细介绍具体的验算过程。
首先，将其他同类型的设备(不同于归纳拟合时所参考的数据的生成设备)在工作过程中针对若干点位生成的数据通过该底层板厚度计算公式进行计算处理，以获得上述若干点位的底层板厚度实时测试计算值，并将获得的底层板厚度实时测试计算值与底层板厚度标准值进行对比，进而获得上述若干点位有无发生底层板减薄的判定结果。
然后，通过使用扭力扳手对上述若干点位测试是否产生滑牙和未落座的质量问题，以获得上述若干点位实际上是否具有质量问题的结果。
最后，将上述若干点位有无发生底层板减薄的判定结果与上述若干点位实际上是否具有质量问题的结果进行对比分析，以此来验证底层板厚度计算公式的准确性。
下表为底层板厚度计算公式验算的一个实施例。
底层板厚度计算公式验算用表
这里的实时测试计算值都是比标准值要大，这是正常现象，首先算法会有一定误差，其次螺钉尖H的值我们确定的为3.9mm，实际生产中这个值的大小不稳定，若H比3.9mm大，计算值会变大，实际生产中，铸铝的板件作为上层板厚度不稳定，会导致L1变大，使得计算值变大。
通过对比上表中五个点位有无发生底层板厚度减薄的判定结果和实际上是否具有质量问题的结果，可以得知该底层板厚度计算公式是准确有效的。
所述判定步骤S4中，底层板厚度是否减薄的判定条件为：所述底层板厚度实时测试计算值和底层板厚度标准值之间的偏差量小于0.5。若一点位所对应的底层板厚度实时测试计算值和底层板厚度标准值之间的偏差量小于0.5，则判定该点位的底层板厚度正常，反之，则判定该点位的底层板厚度减薄，并发出预警。
所述底层板厚度实时测试计算值和底层板厚度标准值之间的偏差量也即底层板厚度实时测试计算值和底层板厚度标准值之间的差值。
下面结合具体的判定实例来对本发明作进一步的详细说明。
本实施例是针对采用由DEPRAG(德派)公司提供的FDS连接设备进行轻量化车身连接时的判定实例。
本判定实例中，L1为所述螺钉钉尖在400N压力下触碰到底层板时的位置数据，L2为所述螺钉钉尖在穿刺阶段最大压力时的位置数据，该最大压力为970N。
判定表
在上表中，L2小于L1，这是因为在实际测量中，实际检测的是螺钉帽距离上层板上表面的位置L，零点位置为上层板上表面，该L可以表征螺钉钉尖触碰到底层板时的位置，也可以表征螺钉钉尖在穿刺阶段最大压力时的位置，如图4所示，随着螺钉的拧入，L是在减小的，所以L2会小于L1的数值。
本发明可以实时监控FDS工艺中底层板厚度是否减薄，能够及时发现生产过程中的质量问题，降低了不合格率和返修率，能够减少甚至避免因底层板厚度减薄而导致车身报废的情况。
本发明能够实现全检，避免了漏检情况的发生，这样一来能够防止存在因底层板厚度减薄而成为失效连接点的白车身继续流入到下一工序中。
本发明能够取代人工检测，极大地帮助了生产人员分析质量缺陷，使得生产成本降低并提高了生产效率。
本发明在白车身连接工艺技术领域中具有巨大的应用潜力。
本发明实施例提供一种FDS底层板厚度判定方法、装置、电子设备和计算机可读存储介质。其中，该FDS底层板厚度判定装置可以集成在电子设备中，
本发明还提供一种FDS底层板厚度判定装置，包括设定单元、采集单元、处理单元和判定单元。
设定单元用于设定车身上每个点位所一一对应的底层板厚度标准值。
采集单元用于获取FDS连接螺钉的螺钉尖长度数据和实时采集FDS设备在工作过程中的数据信息，所述数据信息包括螺钉钉尖在触碰到底层板时的位置数据、螺钉钉尖在穿刺阶段最大压力时的位置数据、以及点位号。
处理单元用于根据所述螺钉尖长度数据、螺钉钉尖在触碰到底层板时的位置数据、螺钉钉尖在穿刺阶段最大压力时的位置数据、以及点位号，经过处理得到该点位号所对应点位的底层板厚度实时测试计算值和底层板厚度标准值；
判定单元用于将所述底层板厚度实时测试计算值和底层板厚度标准值进行对比，若对比结果满足判定条件，则判定该点位的底层板厚度正常，反之，则判定该点位的底层板厚度减薄并发出预警。
本发明还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有应用程序，所述处理器用于运行所述存储器内的应用程序实现上述本发明提供的FDS底层板厚度判定方法的步骤。
该电子设备可以是服务器，也可以是终端等设备。
其中，服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、网络加速服务(Content Delivery Network，CDN)、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。
终端可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、智能音箱、智能手表等。终端以及服务器可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有多条指令，所述指令适于处理器进行加载，以执行上述本发明提供的FDS底层板厚度判定方法中的步骤。
所述计算机可读存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种FDS底层板厚度判定方法，其特征在于，包括：
设定步骤：设定车身上每个点位所一一对应的底层板厚度标准值；
采集步骤：获取FDS连接螺钉的螺钉尖长度数据和实时采集FDS设备在工作过程中的数据信息，所述数据信息包括螺钉钉尖在触碰到底层板时的位置数据、螺钉钉尖在穿刺阶段最大压力时的位置数据、以及点位号；
处理步骤：根据点位号，匹配获得该点位号所对应点位的底层板厚度标准值；还根据所述螺钉尖长度数据、螺钉钉尖在触碰到底层板时的位置数据、螺钉钉尖在穿刺阶段最大压力时的位置数据，经过底层板厚度计算公式的计算处理得到该点位号所对应点位的底层板厚度实时测试计算值；
判定步骤：将所述底层板厚度实时测试计算值和底层板厚度标准值进行对比，若对比结果满足判定条件，则判定该点位的底层板厚度正常，反之，则判定该点位的底层板厚度减薄并发出预警，
所述底层板厚度计算公式为Y＝-1.3398×(H－(L1-L2))+5.3343，其中，Y为底层板厚度，H为螺钉尖长度数据，L1为螺钉钉尖在触碰到底层板时的位置数据，L2为螺钉钉尖在穿刺阶段最大压力时的位置数据。
2.根据权利要求1所述的FDS底层板厚度判定方法，其特征在于，所述判定步骤中底层板厚度是否减薄的判定条件为：所述底层板厚度实时测试计算值和底层板厚度标准值之间的偏差量小于0.5 mm。
3.一种FDS底层板厚度判定装置，其特征在于，包括：
设定单元，用于设定车身上每个点位所一一对应的底层板厚度标准值；
采集单元，用于获取FDS连接螺钉的螺钉尖长度数据和实时采集FDS设备在工作过程中的数据信息，所述数据信息包括螺钉钉尖在触碰到底层板时的位置数据、螺钉钉尖在穿刺阶段最大压力时的位置数据、以及点位号；
处理单元，用于根据点位号，匹配获得该点位号所对应点位的底层板厚度标准值；还用于根据所述螺钉尖长度数据、螺钉钉尖在触碰到底层板时的位置数据、螺钉钉尖在穿刺阶段最大压力时的位置数据，经过底层板厚度计算公式的计算处理得到该点位号所对应点位的底层板厚度实时测试计算值；
判定单元，用于将所述底层板厚度实时测试计算值和底层板厚度标准值进行对比，若对比结果满足判定条件，则判定该点位的底层板厚度正常，反之，则判定该点位的底层板厚度减薄并发出预警，
所述底层板厚度计算公式为Y＝-1.3398×(H－(L1-L2))+5.3343，其中，Y为底层板厚度，H为螺钉尖长度数据，L1为螺钉钉尖在触碰到底层板时的位置数据，L2为螺钉钉尖在穿刺阶段最大压力时的位置数据。
4.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有应用程序，所述处理器用于运行所述存储器内的应用程序实现如权利要求1或2所述的FDS底层板厚度判定方法的步骤。
5.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有多条指令，所述指令适于处理器进行加载，以执行根据权利要求1或2所述的FDS底层板厚度判定方法的步骤。
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